Pembangkit listrik tenaga surya di daerah pedesaan direncanakan untuk memenuhi kebutuhan listrik 1000 Watt dengan tegangan 24 Volt. Berdasarkan perhitungan, diperlukan 43 modul yang disusun secara seri atau 48 modul secara paralel. Pembangkit ini dimaksudkan untuk menyediakan listrik di desa-desa tanpa akses listrik PLN.

1. Pembangkit Listrik Sel Surya Pada Daerah Pedesaan
PEMBANGKIT LISTRIK SEL SURYA PADA
DAERAH PEDESAAN
Asnal Effendi
Dosen Teknik Elektro Fakultas Teknologi Padang
Institut Teknologi Padang
Abstrak
Kebutuhan energi listrik sangat perlu apalagi di daerah pedesaan yang belum ada listrik jala-jala
PLN, maka dibutuhkan sebuah pembangkit listrik sel surya untuk daerah pedesaan..
Pembangkit Listrik Sel Surya pada daerah pedesaan direncanankan dengan kapasitas daya yang
diinginkan 1000 Watt, tegangan 24 Volt, maka dari hasil perhitungan untuk modul yang dipasang secara
secara seri disusunan sebanyak 43 buah, sedangkan secara paralel sebanyak 48 buah
Kata Kunci. Sel Surya, Pembangkit
Abstrac
Electrical energy is necessary required, especially in rural areas where no PLN electricity grid, it
suggested to take a solar cell power plants for rural areas.
Solar Cell Power Plant in rural areas is planned with the desired power capacity 1000 Watt, 24
Volt voltage, then the results of calculations for the module which is placed in series as many as 43 pieces,
while in parallel as many as 48 pieces.
Keyword : Power, Surya Cell,.
memungkinkan untuk dikembangkan
1. PENDAHULUAN
penggunaannya.
1.1. Latar Belakang Masalah
Kebutuhan Energi Listrik di pedesaaan
Kebutuhan energi dan masalah sangat perlu sekali apalagi pada pedesaan
lingkungan di abad 21 akan mengharuskan yang tidak ada saluran PLN. Maka dengan ini
adanya sitem pembangkit daya baru dengan penulis meneliti tentang pembangkit listrik
efisiensi yang lebih besar dan lebih tenaga surya pada pedesaan.
bersahabat dengan lingkungan. Sehingga
2. Teori Dasar
perlu dilakukan usaha-usaha untuk
mengurangi ketergantungan pada sumber Pada PLTH yang dibahas ini, kombinasi
energi minyak bumi melalui diversivikasi pembangkit tenaga listrik yang digunakan
sumber energi termasuk pengembangan adalah :
energi alternatif yang memenuhi persyaratan
1. Pembangkit Listrik Tenaga Sel Surya.
energi masa depan yang murah, tersedia
dalam jumlah melimpah, fleksibel dan dalam 2. Pembangkit Listrik Tenaga Energi
penggunaan dan ramah terhadap lingkungan. Angin.
Semua persyaratan tersebut dapat 2.1. Pembangkit Listrik Tenaga
dipenuhi dengan menggembangkan
Sel surya
Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS).
Hal ini didukung dengan letak Indonesia di sel surya adalah suatu teknologi yang
daerah khatulistiwa yang mendapat sinar dapat mengubah energi sinar matahari secara
matahari dalam jumlah besar sepanjang langsung menjadi energi listrik. Sel surya ini
tahun, sehingga sistem ini sangat banyak digunakan untuk penyediaan tenaga
Jurnal Teknik Elektro ITP, Volume 1, No. 1; Januari 2011 19

2. Pembangkit Listrik Sel Surya Pada Daerah Pedesaan
lsitrik bagi penerangan, pompa air, 2. Sistem yang terinterkoneksi dengan
telekominikasi dan lain sebagainya. jaringan pengguna (utility grid)
Pemanfaatan sistem sel surya sebagai Disain pembangkit listrik sel sel surya
pembangkit tenaga listrik telah banyak yang berdiri sendiri tidak memperhatikan
diterapkan, baik yang menghasilkan daya sumber energi luar selain energi radiasi
rendah maupun yang berdaya tinggi. Sistem matahari dan generator sebagai pembangkit
pembangkit tenaga sel sel surya bila tinjau darurat. Sistem yang berdiri sendiri dapat
dari daya keluarannya dapat dibagi menjadi : mensuplai beban DC maupun beban AC
dengan menggunakan inverter.
1. Sistem yang berdiri sendiri (stand alone)
Sistem
Array sel Pengatur Beban
penyimpan
surya tegangan DC
energi
Beban
Inverter
AC
Gambar 2.1. Skema sederhana komponen suatu sistem sel surya
yang berdiri sendiri.
Pada sistem pembangkit listrik 3. Faktor koreksi efisiensi
tenaga sel surya yang berinterkoneksi temperatur
dengan jaringan pengguna, kelebihan
4. Faktor paking susunan sel surya.
beban yang tidak dapat disuplai oleh
pembangkit akan disuplai oleh jaringan. 5. Faktor pengotoran
Sebaliknya, jika kondisi cuaca sangat 6. Luas total modul.
baik serta permintaan beban berkurang,
maka kelebihan energi listrik yang Faktor yang perlu diperhatikan
dihasilkan oleh pembangkit akan dalam perhitungan energi susunan sel
ditampung oleh jaringan pengguna. surya adalah total daerah dalam meter
persegi yang ditempati oleh modul sel
2.2. Konversi Energi Sel surya surya. Rumus dasar untuk
Susunan sel surya didisain memproyeksikan berapa besar energi
berdasarkan pada perkiraan banyaknya keluaran susunan sel surya per hari
energi sel surya yang dapat dihasilkan adalah :
dari suatu lokasi pada waktu tertentu.
Dalam menghitung beberapa besar
energi susunan sel surya yang didapat, PE = TE x ME x TC x PF x SF x A
perlu diperhatikan faktor-faktor yaitu: …(2.1)
1. Radiasi surya rata-rata harian. Dimana :
2. Efisiensi modul. PE = energi sel surya/ hari (kWh).
Jurnal Teknik Elektro ITP, Volume 1, No. 1; Januari 2011 20

3. Pembangkit Listrik Sel Surya Pada Daerah Pedesaan
TE = total radiasi surya pada hari PP = Keluaran daya puncak susunan
sel surya (WP) (Watt Peak).
itu (kWh/m2 ).
ME = efisiensi modul, 8% - 20%. 2.3. Baterai Sebagai Penyimpanan
TC = faktor koreksi efisiensi Energi
temperatur, umumnya 150 C Baterai akan di isi oleh tenaga
listrik yang berasal dari sistem sel surya
s.d 350 C lebih tinggi dari dan sistem energi angin. Pada saat
temperatur rata-rata harian pelepasan muatan, arus searah yang
berasal dari baterai akan dirubah
lapangan. menjadi arus bolak-balik oleh inverter
PF = faktor paking, biasanya sudah dan kemudian dialirkan menuju beban.
Untuk menjaga agar baterai tidak
dihitung dalam efisiensi mengalami kelebihan muatan (over
modul. charge) dan kekurangan muatan (under
charge) maka pengoperasian baterai dan
SF = faktor pengotoran. inverter perlu diawasi dan dikontrol oleh
A = luas daerah (m2). suatu sistem kontrol.
Spesifikasi modul sel surya yang Dalam pemilihan baterai yang akan
ada dipasaran, biasanya tidak digunakan haruslah memperhatikan hal-
memberikan informasi detail seperti hal berikut ini :
efisiensi sel, luas daerah dan faktor  Mempunyai umur panjang (lebih
paking. Hanya daya keluaran puncak dari 3 tahun)
dan temperatur standar 250 C – 290 C  Mempunyai kondisi charge yang
saja yang diberikan. Untuk itu stabil
perhitungan energi keluaran berdasarkan  Mempunyai self discharge yang
keluaran puncak dapat dilakukan dengan rendah
menggunakan rumus :
 Kestabilan depth of discharge
PE = TE x MO/1000W x TC x N (DOD)
…(2.2)  Mempunyai efisiensi pengisian
Dimana : (chargain) yang tinggi
MO = daya keluaran puncak pada  Mudah untuk dibongkar pasang
dengan menggunakan peralatan
temperatur sel tertentu (Wp). sederhana untuk keperluan
N = total jumlah modul susunan transportasi ke daerah terpencil
sel surya.
3. Blok Diagram
Karena pada modul sel surya hanya Blok diagram dari pembangkit
dicantumkan keluaran daya puncaknya listrik tenaga surya dapat dilihat pada
pada 1000 W/m2, dan temperatur gambar 3.1 berikut ini.
standarnya, maka untuk mengukur
keluaran daya puncak suatu array sel
surya, dapat digunakan rumus :
PP = A x 1000W/m2 x ME x PF
….(2.3)
Dimana :
Jurnal Teknik Elektro ITP, Volume 1, No. 1; Januari 2011 21

4. Pembangkit Listrik Sel Surya Pada Daerah Pedesaan
Panel
Sel surya Unit = Beban
Kontrol 
Beban
Baterai Beban
Gambar 3.1. Blok Diagram PL Sel surya
3. Cara Kerja Sistem
Cara kerja dari pembangkit listrik perlu. Sebab dari total 61.849 desa (rural
sistem ini secara umum dan berurutan village) yang terdapat di Indonesia,
mulai dari energi yang dihasilkan oleh jumlah desa yang telah menikmati listrik
sumber pembangkit yang ada yaitu hanya 59,6 % saja yaitu berjumlah
sistem sel surya disalurkan kedalam unit 36.836 desa. Sedangkan 40,4 % lainnya
kontrol. Energi yang masuk kedalam belum menikmati listrik sama sekali.
unit kontrol ini berbentuk listrik arus Sehingga penyediaan listrik pedesaan
searah. Jika terdapat kelebihan energi dengan memanfaatkan sumber daya
maka energi tersebut akan disimpan yang ada di daerah terus dikembangkan
dalam baterai, kemudian sebelum untuk memperkecil jumlah desa yang
disalurkan ke konsumen, energi arus belum menikmati listrik.
searah diubah dulu menjadi energi arus
Adapun persyaratan listrik
bolak-balik oleh inverter. Setelah diubah
pedesaan adalah murah biayanya, tetapi
kedalam bentuk energi arus bolak-balik
memenuhi standar teknis dan keamanan,
maka energi dialirkan melalui distribusi
operasinya mudah (sederhana), bahan
arus bolak-balik menuju ke konsumen
bakarnya mudah diperoleh dan murah,
yang terdiri dari bermacam-macam jenis
dan daya skala kecil, dalam hal ini PLN
dan keperluan.
menstandarkan kapasitas pembangkit
untuk satu desa adalah kurang dari 250
4. Perencanaan Pembangkit Listrik kW.
Tenaga Sel Surya Untuk Daerah
Pembangkit Listrik Tenaga Sel
Pedesaan
surya mempunyai potensi untuk ikut
Indonesia dengan sebagian besar berperan dalam program kelistrikan desa
penduduknya (80 %) tinggal di pada beberapa tahun mendatang.
pedesaan, maka penyediaan alternatif-
alternatif pembangkit listrik yang cocok
untuk kondisi pedesaan adalah sangat
Jurnal Teknik Elektro ITP, Volume 1, No. 1; Januari 2011 22

5. Pembangkit Listrik Sel Surya Pada Daerah Pedesaan
4.1. Keunggulan-keunggulan 5,10 m 2
Jumlah modul =
Pembangkit Listrik Tenaga Surya 0,01 m 2
Pada Pembangkit Listrik Tenaga =510 buah
Sel surya komponen utama yang sangat Pada analisa kedua dengan memakai
dibutuhkan adalah sinar matahari untuk persamaan (2-2) dapat kita lihat energi
sub sistem sel surya sel surya.
Selain itu dengan tidak MO
diperlukannya jaringan transmisi dan PE = TE x x TC x N
1000 Watt
distribusi, maka rugi-rugi transmisi dan
distribusi dapat dikurangi. Tentunya Dimana :
penghematan ini akan mencapai Energi sel surya (PE)
maksimum untuk sistem-sistem dengan Total energi sel surya (TE) = 1000
saluran transmisi yang panjang. Wh/m2
Daya satu sel (MO) = 1,9 Watt
4.2. Perencanaan Sistem Sel surya Temperatur (TC) = 250 C
Data-data dari Sel Sel surya Jumlah modul (N) = 510 buah
Daya 1 sel (M0) = 1,96 Wp Dimasukkan kedalam persamaan akan
Bahan = Kristal silikon didapat :
Ukuran = 10 x 10 cm PE = 1000 Wh/m2 x 1,9 W /
Tegangan (V) = 0,5 Volt 1000 W x 250 C x 510
Arus (I) = 0,98 Amper = 24,225 Kwh
Temperatur (T)= 25 0C Pada analisa ketiga untuk
Daya yang direncanakan = 500 watt mendapatkan tegangan yang diinginkan,
Pada analisa pertama kita cari luas dari data diatas :
modul yang dipergunakan. Dengan Tegangan satu modul = 0,5 volt
memakai persamaan (2-3) akan didapat
sebagai berikut : Tegangan yang diinginkan = 24 volt
P = A x 1000 W/m2 x ME x PF Jadi :
Dimana : 24 Volt
Susunan modul = = 48
Daya (P) = 1000 Watt 0,5 Volt
Effisiensi modul (ME) = 20% Jadi modul dipasang secara paralel
Faktor Pecking (PF) = 98 % sebanyak 48 buah
Luas modul (A) = ? Daya yang diinginkan 1000 Watt,
Solusi : tegangan 24 Volt. Berdasarkan rumus
P daya :
A = 2
1000 W / m x ME x PF 1000 Watt
P = V . I =
1000 Watt 24 Volt
A=
1000W / m 2 x 0,20 x 0,98 = 41,66 Ampere
Pada data arus sel pada temperatur
1000 Watt standar 250 C adalah 0,98 Ampere
A= = 5,10 m2
196 Jadi :
Setelah kita dapatkan luas modul dapat 41,66 Ampere
dicari jumlah modul yang akan Susunan modul =
dipergunakan. 0,98 Ampere
Luas modul = 5,10 m2 = 42,5
Ukuran satu modul 10 cm x 10 cm = Untuk mendapatkan arus yang
0,01 m2 diinginkan, modul dipasang secara seri
sebanyak 43 buah.
Jurnal Teknik Elektro ITP, Volume 1, No. 1; Januari 2011 23

6. Pembangkit Listrik Sel Surya Pada Daerah Pedesaan
1.2. Saran
Tulisan ini dapat dilanjutkan untuk
pengembangan sesuai dengan kebutuhan
daerahnya.
Daftar Pustaka
Gambar 4.1. Blok Diagram Susunan Hengeveld. H.J, Marching of Wind
Sel Sel surya Rotors to Low Power Electrical
Generato , Amersfoot, Netherlands,
1978
Sistem Baterai :
Kadir, Abdul, Prof, Ir., Energi : Suatu
Baterai berfungsi sebagai penyimpan Perkembangan, Listrik Pedesaan di
energi listrik yang dihasilkan oleh Indonesia, UI Press, Jakarta, 1994.
modul surya dan sel bahan bakar.
Spesifikasi : Rahman, Saifur dan Kwa-sur Tam, A
Feasibility, Study of Photovoltaic-Fuel
Rated capacity : 100 Ah Cell Hybrid Energy Sistem, IEEE
Rated Voltage : 12 Volt transactions on Energy Conversion,
Vol.3, No. 1, Maret 1988.
Pada perencanaan ini baterai dipasang
secara seri dua buah. Soelaiman, T.M., Prof
.,
Pengembangan Sumber Daya
Sistem Inverter : Energi, Volume II, ITB, 1986.
Pada perencanaan ini inverter yang
digunakan untuk merubah tegangan DC
menjadi tegangan AC dengan spesifikasi
:
Tegangan 24 Volt dijadikan 220 Volt
(AC) dengan frekwensi 50 Hz
5. Penutup
5.1. Kesimpulan
Dari uraian di atas dapat diambil
beberapa kesimpulan dari perencanaan
pembangkit listrik sistem sel surya
untuk dapat dijadikan alternatif
pembangkit tenaga listrik, yaitu :
1. Hasil perhitungan dari sel surya
yang direncanakan untuk 1000 Watt
untuk sel surya dan 1000 Watt untuk
energi angin dihubungkan dengan
jaringan pengguna untuk beban
1000 Watt. Apabila sel surya tidak
sanggup melayani permintaan beban
maka energi angin yang mensuplai
energi untuk beban.
Jurnal Teknik Elektro ITP, Volume 1, No. 1; Januari 2011 24